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EP0649225A1 - Method for controlling a bridge circuit and use of the method in the operation of an AM-broadcast transmitter - Google Patents

Method for controlling a bridge circuit and use of the method in the operation of an AM-broadcast transmitter Download PDF

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Publication number
EP0649225A1
EP0649225A1 EP94810602A EP94810602A EP0649225A1 EP 0649225 A1 EP0649225 A1 EP 0649225A1 EP 94810602 A EP94810602 A EP 94810602A EP 94810602 A EP94810602 A EP 94810602A EP 0649225 A1 EP0649225 A1 EP 0649225A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
stages
switches
load
open
voltage
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP94810602A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Nenad Tomljenovic
Andreas Stucky
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Eckold AG
Original Assignee
Eckold AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Eckold AG filed Critical Eckold AG
Publication of EP0649225A1 publication Critical patent/EP0649225A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F3/00Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/20Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers
    • H03F3/21Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers with semiconductor devices only
    • H03F3/217Class D power amplifiers; Switching amplifiers
    • H03F3/2173Class D power amplifiers; Switching amplifiers of the bridge type
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F3/00Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/20Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers
    • H03F3/21Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers with semiconductor devices only
    • H03F3/217Class D power amplifiers; Switching amplifiers
    • H03F3/2178Class D power amplifiers; Switching amplifiers using more than one switch or switching amplifier in parallel or in series
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B1/00Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/02Transmitters
    • H04B1/04Circuits
    • H04B1/0458Arrangements for matching and coupling between power amplifier and antenna or between amplifying stages

Definitions

  • the invention relates to the field of power electronics. It relates to a method for controlling a bridge circuit according to the preamble of claim 1.
  • It also relates to an application of the method for operating an amplitude-modulated radio transmitter.
  • the bridge circuit comprises two half bridges, each with two switches connected in series.
  • the common nodes of the switches of each half-bridge form the load connections.
  • the four switches are now controlled so that two diagonally opposite switches always conduct, while the others are open.
  • either the positive or the negative pole of a DC voltage source, which can be connected to the bridge circuit can be switched through to the load.
  • the voltage on the load changes its sign.
  • a source impedance that is defined at all times is required especially for applications in which a passive filter, for example a low pass, is connected downstream of the bridge circuit.
  • a defined, as small as possible source impedance would also be advantageous for an inductive load to which a signal with a defined ripple is to be output.
  • the steepness of any ripple would be lower. In this way, the switching frequency for a required, maximum ripple component could be significantly reduced.
  • the object of the present invention is therefore to specify a method for controlling a bridge circuit in which the source impedance is defined at all times and is essentially constant, and to indicate an application of the method.
  • the essence of the invention is therefore that the switching state, in which all switches are open and there is no voltage at the output, is replaced by states in which the load is short-circuited.
  • freewheeling diodes are provided in parallel with the switches, and a short circuit across the load can also be achieved by only closing one switch depending on the current direction.
  • a bridge circuit controlled according to the invention can therefore also be used for applications which require a constant source impedance, for example for a downstream passive filter. It also becomes the ripple-determining one Time constant smaller, and a lower switching frequency is sufficient for an output voltage with a defined ripple component. It is also possible to connect the outputs of several bridge circuits in series and thus achieve a higher output voltage.
  • an amplitude-modulated radio transmitter which comprises a plurality of similar RF stages of the same type which can be switched on and off, each of which is designed as a bridge circuit and has an AC signal of the same frequency corresponding to the carrier frequency at its outputs, and emit predominantly the same and constant amplitude, the output signals of the RF stages being added up and emitted via a filter to an antenna, and the number of switched-on stages being changed in accordance with an LF input signal, characterized in that at least some of them of the HF stages is controlled by the method according to the invention.
  • control of the HF stages according to the method according to the invention is used to change the amplitude of the output signals of the relevant stages by the envelope of the carrier oscillation resulting from the summation in order to better approximate the LF input signal.
  • all RF stages are controlled according to the method according to the invention, and all RF stages are controlled in one of the states 31 and 32, respectively, if an interference voltage endangering the RF stages occurs before and / or after the filter.
  • FIG. 1 shows the circuit diagram of a bridge circuit (1). It comprises a DC voltage source (2), which can be formed, for example, by a rectifier circuit with a supporting capacitor and outputs a voltage Uo, and at least two half bridges (3.1, 3.2), each parallel to the DC voltage are switched.
  • the half bridges (3.1, 3.2) in turn comprise two switches connected in series (S1 and S3 or S2 and S4).
  • the common node of the switches forms a load connection (4.1, 4.2).
  • the switches are now controlled by a control unit (not shown) in such a way that, via a load (ZL) that can be connected to the connections (4.1 and 4.2), either the positive DC voltage Uo, the negative or no voltage occurs.
  • Switches S1 and S4 are closed for a positive load voltage, switches S2 and S3 for a negative one. If no voltage is to be applied to the load, all switches are left open according to the prior art. This results in the following 3 switching states: Status S1 S2 S3 S4 1 to open open to 2nd open to to open 3rd open open open open open
  • state 3 can now be circumvented by replacing it with the following states: Status S1 S2 S3 S4 31 to to open open 32 open open to to
  • the load (ZL) is thus short-circuited in states 31 and 32 via switches S3 and S4 or S1 and S2, load potential and source impedance are defined, and the load voltage is zero as required.
  • switch S2 in state 31 is not necessary to carry the current, so that it can also be left open. The same applies to switch S3 in state 32. If, on the other hand, the current flows in the opposite direction, switch S1 can be left open in state 31 and switch S4 in state 32.
  • the source impedance is of course also defined in state 3.
  • the control according to the invention i.e. the states 31 and 32, however, this is significantly reduced and is therefore approximately constant over all states.
  • the potential of a load of a bridge circuit is therefore defined in every switching state.
  • a bridge circuit which is controlled according to the invention can therefore also be used for applications which require a defined load potential and thus a defined source impedance (for example downstream filters).
  • Another advantage is that several bridge circuits can be connected in series.
  • the control method described above can be used with particular advantage when operating an amplitude-modulated radio transmitter 14 constructed with bridge circuits, as is shown in the block diagram in FIG. 3.
  • a transmitter the basic principle of which is e.g. in the publications US-A-4,580,111 (or EP-B1-0 083 727) or US-A-4,859,967, comprises a plurality of RF stages 1.1, .., 1.N, each internally as a bridge circuit of the are constructed in Fig. 2 shown.
  • Power MOSFETs are preferably used as switches S1, .., S4.
  • the RF stages or bridge circuits 1.1, .., 1.N are controlled by a controller 6 from a carrier frequency source 5, the switches S1, .., S4 of the individual stages being switched so that a square-wave signal is present at the output of the stage results, whose fundamental frequency corresponds to the carrier frequency.
  • the outputs of the HF stages 1.1,... 1.N are connected to a summation device 7, which has a corresponding number of primary windings 12 and one or more secondary windings 13.
  • the primary winding 12 in each case corresponds to the load impedance ZL from FIG. 1 or FIG. 2.
  • the output signals from the RF stages 1.1,..., 1N, which are summed up in the summing device 7 and which are initially approximately square-wave signals, are freed from the harmonics in a subsequent filter 9, which is designed, for example, as a bandpass filter, and onto an antenna 11 given and emitted.
  • the amplitude modulation is achieved in that according to the LF input signal from the controller 6 present at an LF input 16, only as many HF stages are used can be controlled as correspond to the instantaneous value of the AF amplitude. Details of the control can be found in the above-mentioned documents.
  • FIG. 4a shows the time diagrams of the known type of bridge control in an AM radio transmitter of the type described.
  • the two half bridges (3.1 and 3.2 in FIG. 1) with their switches S1, S3 and S2, S4 are switched synchronously, with switches S1 and S4 switched on (ON) and switches S2 and S3 switched off (OFF) are, and vice versa.
  • There is always a DC voltage at the bridge output which changes its sign in the rhythm of the switching processes, so that a rectangular AC output voltage U1 results.
  • the RF stages either all have the same phase and the same amplitude or - if the fine approximation according to US-A-4,580,111 is used - partially a binary graduated amplitude.
  • the pulse duration can be set simply in that the half bridges 3.1 and 3.2 are no longer controlled synchronously, but rather out of phase with one another, ie the switches S1 and S3 of the first half bridge 3.1 are activated at times t1, t3, t5, .. ., which are different from the switching times t2, t4, ... of the switches S2 and S4 of the second half bridge 3.2.
  • An alternating output voltage U2 then results, which consists of positive and negative square-wave pulses, which have the same amplitude as the voltage U1 in FIG. 4a, but have a pulse duration that can be varied in accordance with the phase shift between the half-bridges.
  • the second problem is in the above No. 4,859,967 has been proposed to detect the interference voltages at the output and to switch off the HF stages when such an interference voltage occurs and, at the same time, to apply a reverse voltage, which is in phase with the interference voltage, to the MOSFETs in the bridge circuits via the driver stage in order to destroy destructive potential differences at the MOSFETs to prevent.
  • This requires additional electronics, which is complex and must be designed very precisely with regard to the phase relationships.
  • the influence of interference voltages at the transmitter output on the RF stages 1.1, .., 1.N can be limited in a significantly simpler and less critical manner if, according to a further application of the method according to the invention, all RF stages 1.1, .., 1.N in one of the states 31 and 32 are controlled if an interference voltage endangering the RF stages 1.1, .., 1.N occurs before and / or after the filter 9. As a result, the primary windings 12 of the summation device are short-circuited, so that no voltages dangerous for the bridge circuits 1 can be induced in them.
  • the phase between the current and the voltage and / or behind the filter 9 is preferably measured in front of the filter 9 by means of a phase measuring device 8 (FIG. 3) by means of a reflection measuring device 10 measured the antenna reflection factor. If a fault occurs, a corresponding signal is sent to the controller 6 via a control line 15, which then immediately the RF stages 1.1, .., 1.N in the Short circuit controls, ie switches S1 and S2 and / or S3 and S4 in each bridge circuit 1 closes.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)
  • Transmitters (AREA)

Abstract

A method for controlling the switches (S1-S4) of a bridge circuit (1) is indicated, in which method, if no voltage is intended to be applied to the load (ZL), the switches are short-circuited via the load. In every case, this provides a defined potential via the load, and the source impedance, as evidenced by the load, is essentially constant. Bridge circuits controlled with the method according to the invention can therefore also be used for applications which require a defined and constant source impedance. <IMAGE>

Description

Technisches GebietTechnical field

Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Leistungselektronik. Sie betrifft ein Verfahren zur Ansteuerung einer Brückenschaltung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to the field of power electronics. It relates to a method for controlling a bridge circuit according to the preamble of claim 1.

Sie betrifft weiterhin eine Anwendung des Verfahrens zum Betrieb eines amplitudenmodulierten Rundfunksenders.It also relates to an application of the method for operating an amplitude-modulated radio transmitter.

Stand der TechnikState of the art

Ein Verfahren der eingangs genannten Art wird beispielsweise im Lehrbuch "Leistungselektronik" von R. Lappe et al., Springer Verlag 1988, beschrieben.A method of the type mentioned is described, for example, in the textbook "Power Electronics" by R. Lappe et al., Springer Verlag 1988.

Die Brückenschaltung umfasst zwei Halbbrücken mit je zwei in Serie geschalteten Schaltern. Die gemeinsamen Knotenpunkte der Schalter jeder Halbbrücke bilden die Lastanschlüsse. Die vier Schalter werden nun so angesteuert, dass immer zwei diagonal gegenüberliegende Schalter leiten, während die anderen geöffnet sind. Dadurch kann entweder der Plus- oder der Minuspol einer Gleichspannungsquelle, welche an die Brückenschaltung angeschlossen werden kann, auf die Last durchgeschaltet werden. Die Spannung an der Last ändert dadurch dauernd ihr Vorzeichen.The bridge circuit comprises two half bridges, each with two switches connected in series. The common nodes of the switches of each half-bridge form the load connections. The four switches are now controlled so that two diagonally opposite switches always conduct, while the others are open. As a result, either the positive or the negative pole of a DC voltage source, which can be connected to the bridge circuit, can be switched through to the load. As a result, the voltage on the load changes its sign.

Solche Brückenschaltungen und Verfahren zur Ansteuerung derselben sind als Wechselrichter weit verbreitet.Such bridge circuits and methods for controlling them are widely used as inverters.

Aus dem Artikel "Kilowatts on order" von R.S. Burden, IEEE Spektrum Februar 1993, sind nun weitere Anwendungen dieser Brückenschaltungen bekannt. Als Pulsdauermodulations-Verstärker werden sie für alle möglichen Zwecke wie Hochleistungsfunktionsgeneratoren, Breitband-Wechselstromquellen etc. eingesetzt. Zu diesem Zweck werden die Schalter der Brückenschaltung mit pulsdauermodulierten Signalen angesteuert. In den Pulspausen z.B. eines pulsdauermodulierten Ausgangssignals werden alle Schalter geöffnet, und der Laststrom z.B. einer induktiven Last kann über Freilaufdioden, welche parallel zu den Schaltern liegen, abfliessen.From the article "Kilowatts on order" by R.S. Burden, IEEE Spectrum February 1993, further applications of these bridge circuits are now known. As pulse duration modulation amplifiers, they are used for all possible purposes such as high-performance function generators, broadband AC sources, etc. For this purpose, the switches of the bridge circuit are controlled with pulse duration modulated signals. In the pulse breaks e.g. of a pulse duration modulated output signal, all switches are opened and the load current e.g. an inductive load can flow off via free-wheeling diodes, which are parallel to the switches.

Falls alle Schalter geöffnet sind, ist jedoch die Quellenimpedanz, welche die Last sieht, nicht definiert. Falls bei der Brückenschaltung keine Freilaufdioden vorgesehen sind, ist nicht einmal das Potential der Last definiert.If all switches are open, however, the source impedance that the load sees is not defined. If no free-wheeling diodes are provided in the bridge circuit, not even the potential of the load is defined.

Gerade aber für Anwendungen, bei welchen der Brückenschaltung ein passives Filter, z.B. ein Tiefpass nachgeschaltet ist, wird eine jederzeit definierte Quellenimpedanz benötigt. Aber auch für eine induktive Last, an welche ein Signal mit einem definierten Rippel abgegeben werden soll, wäre eine definierte, möglichst kleine Quellenimpedanz vorteilhaft. Mit einer kleineren Quellenimpedanz würde nämlich die Zeitkonstante R/L (im wesentlichen R = Innenwiderstand der Quelle und L = Lastinduktivität) kleiner und somit die Flankensteilheit eines allfälligen Rippels geringer. Auf diese Weise könnte die Schaltfrequenz für einen geforderten, maximalen Rippelanteil wesentlich verkleinert werden.However, a source impedance that is defined at all times is required especially for applications in which a passive filter, for example a low pass, is connected downstream of the bridge circuit. However, a defined, as small as possible source impedance would also be advantageous for an inductive load to which a signal with a defined ripple is to be output. With a smaller source impedance, the time constant R / L (essentially R = internal resistance of the source and L = load inductance) would be smaller, and thus the steepness of any ripple would be lower. In this way, the switching frequency for a required, maximum ripple component could be significantly reduced.

Bei den Ansteuerverfahren nach dem Stand der Technik ist die Quellenimpedanz in dem Zustand, wo alle Schalter geöffnet sind, jedoch viel höher als in den beiden anderen Zuständen. Damit scheidet eine Brückenschaltung für Anwendungen, welche eine ungefähr konstante Quellenimpedanz fordern, von vornherein aus.In the prior art driving methods, however, the source impedance in the state where all the switches are open is much higher than in the other two states. A bridge circuit for applications that require an approximately constant source impedance is therefore ruled out from the outset.

Darstellung der ErfindungPresentation of the invention

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, ein Verfahren zur Ansteuerung einer Brückenschaltung anzugeben, bei welchem die Quellenimpedanz jederzeit definiert und im wesentlichen konstant ist, sowie eine Anwendung des Verfahrens anzugeben.The object of the present invention is therefore to specify a method for controlling a bridge circuit in which the source impedance is defined at all times and is essentially constant, and to indicate an application of the method.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.This object is achieved in a method of the type mentioned at the outset by the features of claim 1.

Kern der Erfindung ist es also, dass der Schaltzustand, bei welchem alle Schalter offen sind und keine Spannung am Ausgang liegt, durch Zustände ersetzt wird, bei welchen über der Last kurzgeschlossen wird.The essence of the invention is therefore that the switching state, in which all switches are open and there is no voltage at the output, is replaced by states in which the load is short-circuited.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind parallel zu den Schaltern Freilaufdioden vorgesehen, und ein Kurzschluss über der Last kann auch dadurch erreicht werden, dass abhängig von der Stromrichtung jeweils nur ein Schalter geschlossen wird.In a preferred embodiment, freewheeling diodes are provided in parallel with the switches, and a short circuit across the load can also be achieved by only closing one switch depending on the current direction.

Der Vorteil des erfindungsgemässen Aufbaus besteht insbesondere darin, dass das Potential der Last und die von der Last gesehene Quellenimpedanz in jedem Zustand definiert ist. Deshalb kann eine erfindungsgemäss angesteuerte Brückenschaltung auch für Anwendungen eingesetzt werden, die eine konstante Quellenimpedanz fordern, z.B. für einen nachgeschaltetes, passives Filter. Zudem wird dadurch die rippelbestimmende Zeitkonstante kleiner, und für eine Ausgangsspannung mit einem definierten Rippelanteil genügt eine niedrigere Schaltfrequenz. Ebenso ist es möglich, die Ausgänge mehrerer Brückenschaltungen in Serie zu schalten und so eine höhere Ausgangsspannung zu erreichen.The advantage of the construction according to the invention is in particular that the potential of the load and the source impedance seen by the load are defined in every state. A bridge circuit controlled according to the invention can therefore also be used for applications which require a constant source impedance, for example for a downstream passive filter. It also becomes the ripple-determining one Time constant smaller, and a lower switching frequency is sufficient for an output voltage with a defined ripple component. It is also possible to connect the outputs of several bridge circuits in series and thus achieve a higher output voltage.

Die Anwendung des Verfahrens nach der Erfindung auf den Betrieb eines amplitudenmodulierten Rundfunksenders, welcher eine Mehrzahl von gleichartigen, einzeln ein- und ausschaltbaren HF-Stufen umfasst, welche jeweils als Brückenschaltung ausgebildet sind und an ihren Ausgängen jeweils ein Wechselspannungssignal gleicher, der Trägerfrequenz entsprechender Frequenz, und überwiegend gleicher und konstanter Amplitude abgeben, wobei die Ausgangssignale der HF-Stufen aufsummiert und über ein Filter an eine Antenne abgegeben werden, und die Anzahl der eingeschalteten Stufen nach Massgabe eines NF-Eingangssignals verändert wird, zeichnet sich dadurch aus, dass zumindest ein Teil der HF-Stufen nach dem erfindungsgemässen Verfahren angesteuert wird.The application of the method according to the invention to the operation of an amplitude-modulated radio transmitter which comprises a plurality of similar RF stages of the same type which can be switched on and off, each of which is designed as a bridge circuit and has an AC signal of the same frequency corresponding to the carrier frequency at its outputs, and emit predominantly the same and constant amplitude, the output signals of the RF stages being added up and emitted via a filter to an antenna, and the number of switched-on stages being changed in accordance with an LF input signal, characterized in that at least some of them of the HF stages is controlled by the method according to the invention.

Bei einer ersten bevorzugten Ausführungsform dieser Anwendung wird die Ansteuerung der HF-Stufen nach dem erfindungsgemässen Verfahren dazu verwendet, zur besseren Approximation des NF-Eingangssignals durch die Einhüllende der aus der Summation resultierenden Trägerschwingung die Amplitude der Ausgangssignale der betreffenden Stufen zu verändern.In a first preferred embodiment of this application, the control of the HF stages according to the method according to the invention is used to change the amplitude of the output signals of the relevant stages by the envelope of the carrier oscillation resulting from the summation in order to better approximate the LF input signal.

Bei einer zweiten bevorzugten Ausführungsform dieser Anwendung werden alle HF-Stufen nach dem erfindungsgemässen Verfahren angesteuert, und alle HF-Stufen in einen der Zustände 31 bzw. 32 gesteuert, wenn vor und/oder hinter dem Filter eine die HF-Stufen gefährdende Störspannung auftritt.In a second preferred embodiment of this application, all RF stages are controlled according to the method according to the invention, and all RF stages are controlled in one of the states 31 and 32, respectively, if an interference voltage endangering the RF stages occurs before and / or after the filter.

Weitere Ausführungsformen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.Further embodiments result from the dependent claims.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert.The invention is explained in more detail below on the basis of exemplary embodiments in conjunction with the drawings.

Es zeigen:

Fig. 1
Ein Schaltbild einer Brückenschaltung;
Fig. 2
Ein Schaltbild einer Brückenschaltung mit Freilaufdioden;
Fig. 3
ein Blockschaltbild eines amplitudenmodulierten Rundfunksenders mit einzelnen HF-Stufen in Form von Brückenschaltungen, bei welchem Rundfunksender das erfindungsgemässe Verfahren Anwendung findet; und
Fig. 4
Zeitdiagramme für die Steuerung der Schalter S1,..,S4 einer Brückenschaltung gemäss Fig. 1 bei einem herkömmlichen Rundfunksender gemäss der US-A-4,580,111 (Fig. 4a) und gemäss einem bevorzugten Ausführungsbeispiel für die Anwendung des erfindungsgemässen Verfahrens bei einem AM-Rundfunksender (Fig. 4b).
Show it:
Fig. 1
A circuit diagram of a bridge circuit;
Fig. 2
A circuit diagram of a bridge circuit with free-wheeling diodes;
Fig. 3
a block diagram of an amplitude-modulated radio transmitter with individual RF stages in the form of bridge circuits, in which radio transmitter the inventive method is used; and
Fig. 4
1 for a conventional radio transmitter in accordance with US Pat. No. 4,580,111 (FIG. 4a) and in accordance with a preferred exemplary embodiment for the use of the method according to the invention in an AM radio transmitter (Fig. 4b).

Die in den Zeichnungen verwendeten Bezugszeichen und deren Bedeutung sind in der Bezeichnungsliste zusammengefasst aufgelistet. Grundsätzlich sind in den Figuren gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen.The reference symbols used in the drawings and their meaning are summarized in the list of designations. In principle, the same parts are provided with the same reference symbols in the figures.

Wege zur Ausführung der ErfindungWays of Carrying Out the Invention

Figur 1 zeigt das Schaltbild einer Brückenschaltung (1). Sie umfasst eine Gleichspannungsquelle (2), welche z.B. durch eine Gleichrichterschaltung mit Stützkondensator gebildet werden kann und eine Spannung Uo abgibt, sowie mindestens zwei Halbbrücken (3.1, 3.2), welche je parallel zur Gleichspannung geschaltet sind. Die Halbbrücken (3.1, 3.2) umfassen ihrerseits zwei in Reihe geschaltete Schalter (S1 und S3 bzw. S2 und S4). Der gemeinsame Knotenpunkt der Schalter bildet je einen Lastanschluss (4.1, 4.2). Die Schalter werden nun so durch eine nicht gezeichnete Ansteuereinheit angesteuert, dass über einer Last (ZL), welche an den Anschlüssen (4.1 und 4.2) angeschlossen werden kann, entweder die positive Gleichspannung Uo, die negative oder gar keine Spannung auftritt. Figure 1 shows the circuit diagram of a bridge circuit (1). It comprises a DC voltage source (2), which can be formed, for example, by a rectifier circuit with a supporting capacitor and outputs a voltage Uo, and at least two half bridges (3.1, 3.2), each parallel to the DC voltage are switched. The half bridges (3.1, 3.2) in turn comprise two switches connected in series (S1 and S3 or S2 and S4). The common node of the switches forms a load connection (4.1, 4.2). The switches are now controlled by a control unit (not shown) in such a way that, via a load (ZL) that can be connected to the connections (4.1 and 4.2), either the positive DC voltage Uo, the negative or no voltage occurs.

Für eine positive Lastspannung werden die Schalter S1 und S4 geschlossen, für eine negative die Schalter S2 und S3. Falls keine Spannung an der Last anliegen soll, werden nach dem Stand der Technik alle Schalter offen gelassen. Dies ergibt die folgenden 3 Schaltzustände: Zustand S1 S2 S3 S4 1 zu offen offen zu 2 offen zu zu offen 3 offen offen offen offen Switches S1 and S4 are closed for a positive load voltage, switches S2 and S3 for a negative one. If no voltage is to be applied to the load, all switches are left open according to the prior art. This results in the following 3 switching states: Status S1 S2 S3 S4 1 to open open to 2nd open to to open 3rd open open open open

Im Zustand 3 ist die Spannung über der Last zwar Null, aber das Potential der Last ist nicht definiert, die Last "floatet". Gleichermassen ist die Quellenimpedanz, welche von der Last gesehen wird, theoretisch unendlich. Wie oben dargestellt wurde, ist dies jedoch sehr unerwünscht.In state 3 the voltage across the load is zero, but the potential of the load is not defined, the load "floats". Likewise, the source impedance seen by the load is theoretically infinite. However, as stated above, this is very undesirable.

Nach der Erfindung kann der Zustand 3 nun dadurch umgangen werden, dass er durch folgende Zustände ersetzt wird: Zustand S1 S2 S3 S4 31 zu zu offen offen 32 offen offen zu zu According to the invention, state 3 can now be circumvented by replacing it with the following states: Status S1 S2 S3 S4 31 to to open open 32 open open to to

Damit wird die Last (ZL) in den Zuständen 31 und 32 über die Schalter S3 und S4 bzw. S1 und S2 kurzgeschlossen, Last-Potential und Quellenimpedanz sind definiert, und die Lastspannung ist wie gefordert Null.The load (ZL) is thus short-circuited in states 31 and 32 via switches S3 and S4 or S1 and S2, load potential and source impedance are defined, and the load voltage is zero as required.

Eine induktive Last speichert Energie, welche über den Kurzschluss abfliessen möchte. Falls die Schalter (S1-S4) rückwärtsleitend sind, geht das problemlos auch ohne spezielle Massnahmen. Falls sie jedoch nur in einer Richtung Strom führen können, müssen parallel zu den Schaltern Freilaufdioden (D1-D4) vorgesehen werden (Figur 2). Dadurch kann der Laststrom über eine Freilaufdiode und die geschlossenen Schalter abfliessen.An inductive load stores energy that would like to flow away via the short circuit. If the switches (S1-S4) conduct backwards, this can be done without any special measures. However, if they can only carry current in one direction, freewheeling diodes (D1-D4) must be provided in parallel with the switches ( Figure 2 ). This allows the load current to flow through a free-wheeling diode and the closed switches.

Falls der Laststrom vom ersten Lastanschluss (4.1) zum zweiten (4.2) fliesst, ist der Schalter S2 im Zustand 31 zur Stromführung nicht notwendig, so dass er auch offen gelassen werden kann. Ebenso verhält es sich für den Schalter S3 im Zustand 32. Fliesst der Strom hingegen umgekehrt, kann im Zustand 31 der Schalter S1 und im Zustand 32 der Schalter S4 offen gelassen werden.If the load current flows from the first load connection (4.1) to the second (4.2), the switch S2 in state 31 is not necessary to carry the current, so that it can also be left open. The same applies to switch S3 in state 32. If, on the other hand, the current flows in the opposite direction, switch S1 can be left open in state 31 and switch S4 in state 32.

Bei der Schaltung mit Freilaufdioden ist die Quellenimpedanz natürlich auch im Zustand 3 definiert. Mit der erfindungsgemässen Ansteuerung, d.h. den Zuständen 31 und 32 wird diese aber wesentlich verkleinert und ist somit über alle Zustände ungefähr konstant.When switching with free-wheeling diodes, the source impedance is of course also defined in state 3. With the control according to the invention, i.e. the states 31 and 32, however, this is significantly reduced and is therefore approximately constant over all states.

Mit dem erfindungsgemässen Ansteuerverfahren ist also das Potential einer Last einer Brückenschaltung in jedem Schaltzustand definiert. Deshalb kann eine Brückenschaltung, welche nach der Erfindung angesteuert wird, auch für Anwendungen eingesetzt werden, welche ein definiertes Lastpotential und damit eine definierte Quellenimpedanz fordern (z.B. nachgeschaltete Filter). Zudem wird die Quellenimpedanz ziemlich konstant auf einem kleinen Niveau gehalten. Dies bringt den grossen Vorteil mit sich, dass für eine geforderte Rippelhöhe mit kleinerer Schaltfrequenz gefahren werden kann, denn die dominierende Zeitkonstante R/L (im wesentlichen: R = Quellenimpedanz, L = Last-Induktivität) ist viel kleiner. Dadurch steigt der Rippel weniger steil an und ist insgesamt kleiner. Ein weitere Vorteil besteht darin, dass mehrere Brückenschaltungen in Serie geschaltet werden können.With the control method according to the invention, the potential of a load of a bridge circuit is therefore defined in every switching state. A bridge circuit which is controlled according to the invention can therefore also be used for applications which require a defined load potential and thus a defined source impedance (for example downstream filters). In addition, the source impedance is kept fairly constant at a small level. This has the great advantage that a lower switching frequency can be used for a required ripple height, because the dominant time constant R / L (essentially: R = source impedance, L = load inductance) is much smaller. As a result, the ripple rises less steeply and is smaller overall. Another advantage is that several bridge circuits can be connected in series.

Mit besonderem Vorteil lässt sich gemäss der Erfindung das oben beschriebene Ansteuerverfahren beim Betrieb eines mit Brückenschaltungen aufgebauten amplitudenmodulierten Rundfunksenders 14 anwenden, wie er in Fig. 3 im Blockschaltbild dargestellt ist. Ein solcher Sender, dessen grundlegendes Prinzip z.B. in den Druckschriften US-A-4,580,111 (bzw. EP-B1-0 083 727) oder US-A-4,859,967 erläutert ist, umfasst eine Mehrzahl von HF-Stufen 1.1,..,1.N, die jeweils intern als Brückenschaltungen der in Fig. 2 gezeigten Art aufgebaut sind. Als Schalter S1,..,S4 kommen dabei vorzugsweise Leistungs-MOSFETs zur Anwendung.According to the invention, the control method described above can be used with particular advantage when operating an amplitude-modulated radio transmitter 14 constructed with bridge circuits, as is shown in the block diagram in FIG. 3. Such a transmitter, the basic principle of which is e.g. in the publications US-A-4,580,111 (or EP-B1-0 083 727) or US-A-4,859,967, comprises a plurality of RF stages 1.1, .., 1.N, each internally as a bridge circuit of the are constructed in Fig. 2 shown. Power MOSFETs are preferably used as switches S1, .., S4.

Die HF-Stufen bzw. Brückenschaltungen 1.1,..,1.N werden über eine Steuerung 6 von einer Trägerfrequenzquelle 5 angesteuert, wobei die Schalter S1,..,S4 der einzelnen Stufen so geschaltet werden, dass sich am Ausgang der Stufe ein Rechtecksignal ergibt, dessen Grundfrequenz der Trägerfrequenz entspricht. Die HF-Stufen 1.1,..,1.N sind mit ihren Ausgängen an eine Summationseinrichtung 7 angeschlossen, die eine entsprechende Anzahl von Primärwicklungen 12 und eine oder mehrere Sekundärwicklungen 13 aufweist. Die Primärwicklung 12 entspricht dabei jeweils der Lastimpedanz ZL aus Fig. 1 bzw. Fig. 2.The RF stages or bridge circuits 1.1, .., 1.N are controlled by a controller 6 from a carrier frequency source 5, the switches S1, .., S4 of the individual stages being switched so that a square-wave signal is present at the output of the stage results, whose fundamental frequency corresponds to the carrier frequency. The outputs of the HF stages 1.1,... 1.N are connected to a summation device 7, which has a corresponding number of primary windings 12 and one or more secondary windings 13. The primary winding 12 in each case corresponds to the load impedance ZL from FIG. 1 or FIG. 2.

Die in der Summationseinrichtung 7 aufsummierten Ausgangssignale aus den HF-Stufen 1.1,..,1.N, die zunächst näherungsweise Rechtecksignale sind, werden in einem nachfolgenden Filter 9, welches beispielsweise als Bandpass ausgebildet ist, von den Oberwellen befreit und auf eine Antenne 11 gegeben und abgestrahlt. Die Amplitudenmodulation wird dadurch erreicht, dass gemäss dem an einem NF-Eingang 16 anliegenden NF-Eingangssignal von der Steuerung 6 nur so viele HF-Stufen angesteuert werden, wie dem Augenblickswert der NF-Amplitude entsprechen. Einzelheiten der Ansteuerung können den o.g. Druckschriften entnommen werden.The output signals from the RF stages 1.1,..., 1N, which are summed up in the summing device 7 and which are initially approximately square-wave signals, are freed from the harmonics in a subsequent filter 9, which is designed, for example, as a bandpass filter, and onto an antenna 11 given and emitted. The amplitude modulation is achieved in that according to the LF input signal from the controller 6 present at an LF input 16, only as many HF stages are used can be controlled as correspond to the instantaneous value of the AF amplitude. Details of the control can be found in the above-mentioned documents.

Bei einem solchen (digital arbeitenden) AM-Rundfunksender treten verschiedene Probleme auf: Zum einen wird bei der Verwendung von gleichartigen HF-Stufen das an sich stetig variierende NF-Signal im Verstärker/Modulator durch ein treppenstufenförmiges Signal approximiert. Die Qualität der Approximation hängt dabei von der Anzahl der Stufen ab, so dass für eine gute Approximation ein hoher Schaltungsaufwand betrieben werden müsste. Zum anderen können Störspannungen, die am Senderausgang durch Fehlanpassung an die Antenne oder Blitzeinschlag hervorgerufen werden, über den Filter 9 und die Summationseinrichtung 7 auf die einzelnen HF-Stufen 1.1,..,1.N und deren MOSFET-Schalter zurückwirken und zu Zerstörungen führen.Various problems arise with such a (digitally operating) AM radio transmitter: firstly, when using similar RF stages, the constantly varying LF signal in the amplifier / modulator is approximated by a staircase-shaped signal. The quality of the approximation depends on the number of stages, so that a high circuit outlay would have to be carried out for a good approximation. On the other hand, interference voltages, which are caused at the transmitter output due to mismatching to the antenna or lightning strike, can act back on the individual RF stages 1.1,..., 1.N and their MOSFET switches via the filter 9 and the summation device 7 and lead to destruction .

Zum ersten Problem ist in der bereits genannten US-A-4,580,111 als Lösung vorgeschlagen worden, neben den gleichartigen HF-Stufen weitere Stufen einzusetzen, die nur ein Bruchteil der Ausgangsamplitude der anderen Stufen abgeben und vorzugsweise binär abgestuft sind. Dies hat jedoch den Nachteil, dass im Sender hinsichtlich des Leistungsbereichs verschiedene Arten von HF-Stufen eingesetzt werden müssen, was zu erhöhten Anlagenkosten führt. Günstiger ist es daher, alle HF-Stufen gleich auszubilden und Zwischenwerte in der Approximation durch eine spezielle Ansteuerung einzelner Brückenschaltungen bzw. von deren Schaltern S1,..,S4 zu erreichen.As a solution to the first problem, US-A-4,580,111, which has already been mentioned, has proposed a solution to use, in addition to the similar RF stages, further stages which emit only a fraction of the output amplitude of the other stages and are preferably graduated in binary form. However, this has the disadvantage that different types of RF stages must be used in the transmitter with regard to the power range, which leads to increased system costs. It is therefore more favorable to design all RF stages identically and to achieve intermediate values in the approximation by means of a special control of individual bridge circuits or of their switches S1, .., S4.

Dieses Prinzip kann anhand der Fig. 4 näher erläutert werden: In Fig. 4a sind die Zeitdiagramme der bekannten Art der Brükkenansteuerung in einem AM-Rundfunksender der beschriebenen Art wiedergegeben. Die beiden Halbbrücken (3.1 und 3.2 in Fig. 1) mit ihren Schaltern S1, S3 bzw. S2, S4 werden synchron geschaltet, wobei jeweils die Schalter S1 und S4 eingeschaltet (ON) und die Schalter S2 und S3 ausgeschaltet (OFF) sind, und umgekehrt. Am Brückenausgang liegt stets eine Gleichspannung, die im Rhythmus der Schaltvorgänge ihr Vorzeichen wechselt, so dass eine rechteckförmige Ausgangswechselspannung U1 resultiert. Die HF-Stufen haben dabei entweder alle dieselbe Phase und dieselbe Amplitude oder - wenn die Feinapproximation gemäss der US-A-4,580,111 verwendet wird - teilweise eine binär abgestufte Amplitude.This principle can be explained in more detail with reference to FIG. 4: FIG. 4a shows the time diagrams of the known type of bridge control in an AM radio transmitter of the type described. The two half bridges (3.1 and 3.2 in FIG. 1) with their switches S1, S3 and S2, S4 are switched synchronously, with switches S1 and S4 switched on (ON) and switches S2 and S3 switched off (OFF) are, and vice versa. There is always a DC voltage at the bridge output, which changes its sign in the rhythm of the switching processes, so that a rectangular AC output voltage U1 results. The RF stages either all have the same phase and the same amplitude or - if the fine approximation according to US-A-4,580,111 is used - partially a binary graduated amplitude.

Zwischenwerte lassen sich bei unveränderter HF-Stufe nun mit sehr viel weniger Aufwand dadurch erreichen, dass in wenigstens einer Stufe bei gleichbleibender Maximalamplitude, d.h. bei gleicher Gleichspannung Uo, die von der Brückenschaltung am Ausgang abgegebenen positiven und negativen Halbwellen in ihrer Pulsdauer verändert werden. Je kürzer die Pulsdauer ist, desto kleiner ist dann die Amplitude der am Senderausgang durch den zeitlichen Integrationseffekt des Filters anstehende Amplitude der Grundschwingung, so dass durch eine stetige Veränderung der Pulsdauer die Zwischenwerte zwischen zwei Approximationsstufen stetig eingestellt werden können.With the RF level unchanged, intermediate values can now be achieved with much less effort by having at least one level with the same maximum amplitude, i.e. at the same DC voltage Uo, the positive and negative half-waves emitted by the bridge circuit at the output are changed in their pulse duration. The shorter the pulse duration, the smaller is the amplitude of the amplitude of the fundamental oscillation present at the transmitter output due to the temporal integration effect of the filter, so that the intermediate values between two approximation stages can be set continuously by a constant change in the pulse duration.

Die Pulsdauer lässt sich gemäss Fig. 4b einfach dadurch einstellen, dass die Halbbrücken 3.1 und 3.2 nicht mehr synchron, sondern gegeneinander phasenverschoben angesteuert werden, d.h., die Schalter S1 und S3 der ersten Halbbrücke 3.1 werden zu Zeitpunkten t1, t3, t5,... geschaltet, die von den Schalt-Zeitpunkten t2, t4,... der Schalter S2 und S4 der zweiten Halbbrücke 3.2 verschieden sind. Es ergibt sich dann eine Ausgangswechselspannung U2, die aus positiven und negativen Rechteckimpulsen besteht, die zwar dieselbe Amplitude besitzen wie die Spannung U1 in Fig. 4a, jedoch eine nach Massgabe der Phasenverschiebeung zwischen den Halbbrücken veränderbare Pulsdauer aufweisen.According to FIG. 4b, the pulse duration can be set simply in that the half bridges 3.1 and 3.2 are no longer controlled synchronously, but rather out of phase with one another, ie the switches S1 and S3 of the first half bridge 3.1 are activated at times t1, t3, t5, .. ., which are different from the switching times t2, t4, ... of the switches S2 and S4 of the second half bridge 3.2. An alternating output voltage U2 then results, which consists of positive and negative square-wave pulses, which have the same amplitude as the voltage U1 in FIG. 4a, but have a pulse duration that can be varied in accordance with the phase shift between the half-bridges.

Man erkennt in diesem Zusammenhang sofort, dass bei dieser Art der Schaltersteuerung in den Zeitintervallen (t1-t2, t3-t4,...), in denen die Spannung am Brückenausgang (U2) null ist, entweder die oberen Schalter S1, S2 oder die unteren Schalter S3, S4, eingeschaltet sind, so dass bei dieser Art der Brückenansteuerung das Verfahren nach der Erfindung Anwendung findet. Der damit verbundene Kurzschluss der Primärwicklungen 12 der Summationseinrichtung 7 sorgt dafür, dass das Filter 9 in jedem Fall eine endliche Quellenimpedanz sieht, ohne die eine ordnungsgemässe Funktion des Filters nicht möglich ist.In this context, one immediately recognizes that with this type of switch control, in the time intervals (t1-t2, t3-t4, ...) in which the voltage at the bridge output (U2) is zero, either the upper switches S1, S2 or the lower Switches S3, S4 are switched on, so that the method according to the invention is used in this type of bridge control. The associated short circuit of the primary windings 12 of the summing device 7 ensures that the filter 9 sees a finite source impedance in any case, without which a proper function of the filter is not possible.

Zum zweiten Problem ist in der o.g. US-A-4,859,967 vorgeschlagen worden, die Störspannungen am Ausgang zu detektieren und beim Auftreten einer solchen Störspannung die HF-Stufen abzuschalten und gleichzeitig eine zur Störspannung gleichphasige Gegenspannung über die Treiberstufe an die MOSFETs in den Brückenschaltungen zu legen, um zerstörerische Potentialunterschiede an den MOSFETs zu verhindern. Hierzu wird eine Zusatzelektronik benötigt, die aufwendig ist und hinsichtlich der Phasenverhältnisse sehr präzise ausgelegt sein muss.The second problem is in the above No. 4,859,967 has been proposed to detect the interference voltages at the output and to switch off the HF stages when such an interference voltage occurs and, at the same time, to apply a reverse voltage, which is in phase with the interference voltage, to the MOSFETs in the bridge circuits via the driver stage in order to destroy destructive potential differences at the MOSFETs to prevent. This requires additional electronics, which is complex and must be designed very precisely with regard to the phase relationships.

Wesentlich einfacher und weniger kritisch lässt sich dagegen der Einfluss von Störspannungen am Senderausgang auf die HF-Stufen 1.1,..,1.N begrenzen, wenn gemäss einer weiteren Anwendung des erfindungsgemässen Verfahrens alle HF-Stufen 1.1,..,1.N in einen der Zustände 31 bzw. 32 gesteuert werden, wenn vor und/oder hinter dem Filter 9 eine die HF-Stufen 1.1,..,1.N gefährdende Störspannung auftritt. Hierdurch werden die Primärwicklungen 12 der Summationseinrichtung kurzgeschlossen, so dass keine für die Brückenschaltungen 1 gefährlichen Spannungen in ihnen induziert werden können.In contrast, the influence of interference voltages at the transmitter output on the RF stages 1.1, .., 1.N can be limited in a significantly simpler and less critical manner if, according to a further application of the method according to the invention, all RF stages 1.1, .., 1.N in one of the states 31 and 32 are controlled if an interference voltage endangering the RF stages 1.1, .., 1.N occurs before and / or after the filter 9. As a result, the primary windings 12 of the summation device are short-circuited, so that no voltages dangerous for the bridge circuits 1 can be induced in them.

Zur Detektierung einer die HF-Stufen 1.1,..,1.N gefährdenden Störspannung werden vorzugsweise vor dem Filter 9 mittels einer Phasenmesseinrichtung 8 (Fig. 3) die Phase zwischen dem Strom und der Spannung und/oder hinter dem Filter 9 mittels einer Reflexionsmesseinrichtung 10 der Antennen-Reflexionsfaktor gemessen. Tritt ein Störzustand auf, wird über eine Steuerleitung 15 ein entsprechendes Signal an die Steuerung 6 gegeben, die dann sofort die HF-Stufen 1.1,..,1.N in den Kurzschluss steuert, d.h. die Schalter S1 und S2 und/oder S3 und S4 in jeder Brückenschaltung 1 schliesst.In order to detect an interference voltage endangering the RF stages 1.1, .., 1.N, the phase between the current and the voltage and / or behind the filter 9 is preferably measured in front of the filter 9 by means of a phase measuring device 8 (FIG. 3) by means of a reflection measuring device 10 measured the antenna reflection factor. If a fault occurs, a corresponding signal is sent to the controller 6 via a control line 15, which then immediately the RF stages 1.1, .., 1.N in the Short circuit controls, ie switches S1 and S2 and / or S3 and S4 in each bridge circuit 1 closes.

BezeichnungslisteLabel list

11
BrückenschaltungBridge circuit
1.1,..,1.N1.1, .., 1.N
HF-StufeRF level
22nd
GleichspannungsquelleDC voltage source
3.1, 3.23.1, 3.2
HalbbrückenHalf bridges
4.1, 4.24.1, 4.2
LastanschlüsseLoad connections
55
TrägerfrequenzquelleCarrier frequency source
66
Steuerungcontrol
77
SummationseinrichtungSummation device
88th
PhasenmesseinrichtungPhase measuring device
99
Filter (Bandpass)Filter (band pass)
1010th
ReflexionsmesseinrichtungReflection measuring device
1111
Antenneantenna
1212th
PrimärwicklungPrimary winding
1313
SekundärwicklungSecondary winding
1414
RundfunksenderRadio station
1515
SteuerleitungControl line
1616
NF-EingangNF input
S1-S4S1-S4
Schalterswitch
ZLZL
LastimpedanzLoad impedance
D1-D4D1-D4
FreilaufdiodenFree wheeling diodes
UoUo
GleichspannungDC voltage
U1,U2U1, U2
AusgangsspannungOutput voltage
t1,..,t5t1, .., t5
Zeitpunkttime

Claims (6)

Verfahren zur Ansteuerung einer Brückenschaltung (1), welche mindestens zwei Halbbrücken (3.1, 3.2) mit je zwei Schaltern S1 und S3 bzw. S2 und S4 umfasst, wobei die gemeinsamen Knotenpunkte der Schalter (S1, S3 bzw. S2, S4) je einen Lastanschluss (4.1, 4.2) bilden, an welchen eine Last (ZL) angeschlossen werden kann, bei welchem Verfahren die Schalter(S1-S4) gemäss einem der folgenden zwei Schaltzustände wiederholt angesteuert werden: Zustand S1 S2 S3 S4 1 zu offen offen zu 2 offen zu zu offen
dadurch gekennzeichnet, dass die Schalter (S1-S4) in einem weiteren Zustand, bei welchem keine Spannung an die Last (ZL) abgegeben wird, so angesteuert werden, dass einer der Schaltzustände der folgenden Tabelle resultiert: Zustand S1 S2 S3 S4 31 zu zu offen offen 32 offen offen zu zu
Method for controlling a bridge circuit (1) which comprises at least two half bridges (3.1, 3.2), each with two switches S1 and S3 or S2 and S4, the common nodes of the switches (S1, S3 or S2, S4) each Form a load connection (4.1, 4.2) to which a load (ZL) can be connected, using which method the switches (S1-S4) are controlled repeatedly according to one of the following two switching states: Status S1 S2 S3 S4 1 to open open to 2nd open to to open
characterized in that the switches (S1-S4) are controlled in a further state in which no voltage is supplied to the load (ZL) in such a way that one of the switching states in the following table results: Status S1 S2 S3 S4 31 to to open open 32 open open to to
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass a) parallel zu den Schaltern (S1-S4) Freilaufdioden (D1-D4) vorgesehen sind, b) der Schalter (S2) im Zustand 31 und der Schalter (S3) im Zustand 32 offen gelassen werden kann, falls ein Strom durch die Last (ZL), vom Lastanschluss (4.1) zum Lastanschluss (4.2) fliesst, c) der Schalter (S1) im Zustand 31 und der Schalter (S4) im Zustand 32 offen gelassen werden kann, falls ein Strom durch die Last (ZL) vom Lastanschluss (4.2) zum Lastanschluss (4.1) fliesst. A method according to claim 1, characterized in that a) free-wheeling diodes (D1-D4) are provided in parallel with the switches (S1-S4), b) the switch (S2) in state 31 and the switch (S3) in state 32 can be left open, if a current flows through the load (ZL), from the load connection (4.1) to the load connection (4.2), c) the switch (S1) in state 31 and the switch (S4) in state 32 can be left open if a current flows through the load (ZL) from the load connection (4.2) to the load connection (4.1). Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 1 auf den Betrieb eines amplitudenmodulierten Rundfunksenders (14), welcher eine Mehrzahl von gleichartigen, einzeln ein- und ausschaltbaren HF-Stufen (1.1,..,1.N) umfasst, welche jeweils als Brückenschaltung (1) ausgebildet sind und an ihren Ausgängen jeweils ein Wechselspannungssignal gleicher, der Trägerfrequenz entsprechender Frequenz, und überwiegend gleicher und konstanter Amplitude abgeben, wobei die Ausgangssignale der HF-Stufen (1.1,..,1.N) aufsummiert und über ein Filter (9) an eine Antenne (11) abgegeben werden, und die Anzahl der eingeschalteten Stufen nach Massgabe eines NF-Eingangssignals verändert wird, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der HF-Stufen (1.1,..,1.N) nach dem Verfahren gemäss Anspruch 1 angesteuert wird.Application of the method according to claim 1 to the operation of an amplitude-modulated radio transmitter (14) which comprises a plurality of similar RF stages (1.1, .., 1.N) which can be switched on and off individually and which are each designed as a bridge circuit (1) are and emit at their outputs an alternating voltage signal of the same frequency, the carrier frequency corresponding, and predominantly the same and constant amplitude, the output signals of the RF stages (1.1, .., 1.N) added up and a filter (9) to one Antenna (11) are emitted, and the number of switched-on stages is changed in accordance with an LF input signal, characterized in that at least some of the HF stages (1.1, .., 1.N) are controlled according to the method of claim 1 becomes. Anwendung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zur besseren Approximation des NF-Eingangssignals durch die Einhüllende der aus der Summation resultierenden Trägerschwingung dass die Halbbrücken (3.1, 3.2 ) des zumindest einen Teils der HF-Stufen (1.1,..,1.N) gegeneinander phasenverschoben angesteuert werden, und dass in den Zeitintervallen (t1-t2, t3-t4,...), in denen die Ausgangsspannung (U2) des zumindest einen Teils der HF-Stufen (1.1,..,1.N) null ist, entweder die oberen Schalter S1, S2 oder die unteren Schalter S3, S4, eingeschaltet sind.Use according to claim 3, characterized in that for better approximation of the LF input signal by the envelope of the carrier oscillation resulting from the summation, the half bridges (3.1, 3.2) of the at least part of the HF stages (1.1, .., 1.N ) are driven out of phase with each other, and that in the time intervals (t1-t2, t3-t4, ...) in which the output voltage (U2) of the at least some of the HF stages (1.1, .., 1.N) is zero, either the upper switches S1, S2 or the lower switches S3, S4 are switched on. Anwendung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass alle HF-Stufen (1.1,..,1.N) nach dem Verfahren gemäss Anspruch 1 angesteuert werden, und dass alle HF-Stufen (1.1,..,1.N) in einen der Zustände 31 bzw. 32 gesteuert werden, wenn vor und/oder hinter dem Filter (9) eine die HF-Stufen (1.1,..,1.N) gefährdende Störspannung auftritt.Use according to claim 3, characterized in that all RF stages (1.1, .., 1.N) are controlled by the method according to claim 1, and that all RF stages (1.1, .., 1.N) can be controlled in one of the states 31 or 32 if an interference voltage endangering the HF stages (1.1, .., 1.N) occurs before and / or after the filter (9) . Anwendung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zur Detektierung einer die HF-Stufen (1.1,..,1.N) gefährdenden Störspannung vor dem Filter (9) die Phase zwischen dem Strom und der Spannung und/oder hinter dem Filter (9) der Antennen-Reflexionsfaktor gemessen werden.Use according to claim 5, characterized in that in order to detect an interference voltage endangering the HF stages (1.1, .., 1.N) in front of the filter (9), the phase between the current and the voltage and / or behind the filter (9 ) the antenna reflection factor can be measured.
EP94810602A 1993-10-15 1994-10-14 Method for controlling a bridge circuit and use of the method in the operation of an AM-broadcast transmitter Withdrawn EP0649225A1 (en)

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